汉江运输智能物流监控解决方案

李子龙，李华才，童学兵，余国民，陈国文

(能源集团汉川第一发电有限公司，湖北 汉川 431699)

1 系统概况

汉江运输智能化管控平台可对运输货物进行智能化的监控，提高煤炭航运的科学管理水平，实现全程无死角的智能物流。

1)可视化管理。系统通过采用4G定向无线网络传输，微光全彩摄像头可实现航运过程全线无盲点的高清视频直播功能，真正地实现了航运货物运输全程可视化。监管人员可随时随地查看货仓实时视频画面，当有异常情况发生时可快速通过系统中的船东联系方式联系到船东，有效规避风险、保证货物安全，可以极大程度地降低货物在运输途中的损耗，减少亏吨亏卡。同时，监控设备每5 min会自动截图货舱监控画面上传至服务器，提供了信号盲区的查看方案。

2)数字化管理。运用多种分析工具和统计方法，对系统中的各类数据进行智能分析和分类查询统计，可快速清晰地掌握当前在途运输货物总量及参与运输的船舶情况。

3)智能化管理。系统突破了传统监控产品多“监”少“管”的缺陷，运用前沿的人工智能算法，针对整个航运运输过程，将采集的图片数据分为“正常行驶、无效雨布、未盖雨布、重载停泊、空仓停泊、靠港作业”6种类型，其中针对“无效雨布、未盖雨布”两类严重影响货物安全的事件及船舶摄像头断电情况及时预警通知，可以有效降低货物在运输途中抛洒所造成的亏吨亏卡及雨雪天气造成的货物污染，及时保障货物安全、降低损耗、提高企业收益。

2 水运煤中存在的问题

汉江流经陕西、湖北两省，在湖北省武汉市汉口龙王庙汇入长江。河长1 577 km，流域面积1959年前为17.43万km2，位居长江水系各流域之首；1959年后，减少至15.9万km2。干流湖北省丹江口以上为上游，河谷狭窄，长约925 km；丹江口至钟祥为中游，河谷较宽，沙滩多，长约270 km；钟祥至汉口为下游，长约382 km，流经江汉平原，河道蜿蜒曲折逐步缩小。汉江多滩险峡谷、径流量大、水力资源丰富，航运条件好。

随着船舶平均吨位的增大，船舶单位能耗和运输成本明显降低，水路运输的价格优势明显提升，而汉江中下游吨级航道整治工程的实施，船舶大型化趋势将更加明显。因此，货运物流，发货方、收货方、承运方以及航运代理需要一起配合实施货物的水上配送。在运输过程中，发货单位和收货单位需要清楚知晓在运输过程中货物的实时情况。尤其在内河运输(汉江段)过程中，缺乏统一监管的有效手段，发货单位和收货单位需要及时知晓货物的实时情况，防止转驳运输过程中抛洒所造成的亏吨亏卡、雨雪天气造成的货物污染及其他安全环保事件，保证煤炭安全，提升企业效益。

3 原因分析

1)没有有效的管理方式监管运输过程中的抛洒，货物污染；存在“运距长、环节多、运力散、降水频”等特点，在业务链条各个点上，货物安全、质数量损耗、人员和设备安全等风险管控点较多，对于统筹、集约化管理的要求较高。

2)运输时间长，运输途中货物的实时情况无法知道[1]。

4 设计过程及技术方案

4.1 系统优点

1)实用性。依照用户要求，坚持实用性为主的原则，系统务必完全满足站区的实际需求，采用当前主流应用技术和相对成熟的技术，在适当考虑未来发展需求的前提下，避免盲目追求系统设计超前性和设备豪奢性，统筹规划，按需定制。

2)安全性。系统的建设需要融合以往建设经验，结合系统的具体应用需求，使用具有成熟应用实践的软件平台架构确保系统的健全性，选用具备高可靠性、高安全性，具有数万小时平均无故障时间的设备，建立健全系统安全稳定运行保障机制、建设系统运行故障预案，全方位多角度保障系统的顺利运行。

3)先进性。系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，既防止片面追求某一高指标，又充分体现系统的先进性，选用先进、成熟、可靠的设备，最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进安保技术，搭建可升级、可扩展、可兼容的系统和应用平台，构建网络化、数字化、智能化和实战化的系统。

4)开放性。系统设计采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互联互动，并充分考虑与其他业务系统的连接。在设计和设备选型时，将科学预测未来扩容需求，进行余量设计。

4.2 系统构成

1)感知探测层：由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成，在该层主要用于通过岸基服务器对船载设备终端数据的采集。

2)通信网络层：通过通信网、物联网及互联网，完成采集数据的传输。

3)基础数据层：该层为支撑平台运行的大数据中心，主要包括实时数据库、历史数据库、辅助数据库、基础数据库。

4)平台支撑层：主要包括服务管理平台、分布式计算中心，支撑业务应用层的功能实现。

5)业务应用层：为面向用户的应用，包括船舶实时监管、业务数据查询、视频监控查看、港口异常区域检测、人员行为分析、统计分析及综合决策分析等功能。

4.3 软件模块及其功能

汉江运输智能化管控平台具有多个软件模块，包括业务列表可选、人工智能识别、业务基本信息展示功能等八大模块，其各自的功能如表1所示。

4.4 案例分析

软件应用系统以远程监控数据的综合可视化为主，按照不同航运业务分类查看运输船舶的实时监控数据，能够将运输船舶在地图上定位跟踪、自动刷新并及时提醒。

地图定位模块实现不同业务的船舶位置分航次显示，并且可选择查看具体某只船舶的详情。视频监控实现在大屏上观看在途航运业务的监控信息。

在每个航次的水运煤运输业务结束后，向国电长源汉川第一发电有限公司提供本航次的监控服务报告，内容包括：业务基本信息、运输船舶信息、船舶在途的监控记录(例如：视频画面是否通畅、有无断电记录、GPS轨迹是否规范)和结论。

煤炭水运过程存在“运距长、时间久、环节多、运力散”等特点，在业务流程上，货物安全、环保、质数量损耗等风险管控点较多，对于统筹、集约化管理的要求较高。尤其在内河运输(汉江段)过程中，缺乏统一监管的有效手段，发货单位和收货单位需要及时知晓货物的实时情况，防止转驳运输过程中抛洒所造成的亏吨亏卡、雨雪天气造成的货物污染及其他安全环保事件，保证煤炭安全，提升企业效益。

基于AI的航运货物智能监管，汉江运输智能化管控系统采用人工智能技术，对运输船舶进行实时智能监控，规范化分析和识别货物状态，方便业务人员随时随地接收异常预警，并能及时进行查看远程货物现场，做出处置。

根据汉川电厂作业规范，船代公司需严格按照流程分别上传“空仓进港、完货、覆盖雨布、货运单”四张照片，除货运单外其余照片均由监控设备自动截取，人工只需点击按钮上传即可，无需反复上下船操作。

待小船进入电厂电子围栏后点击“报港”即可自动生成作业序号。

具体采取的措施如下。

1)该项目中涉及的技术架构主要以支撑智能物流信息平台运行的硬件系统为主。包括：支撑平台的存储设备(单设备存储容量>336 TB)，用于可视化监测监控的显示屏(LED全彩小间距显示系统)，配套的网络设备。这些硬件设施建设完成后，汉江运输智能物流监控过程为实现可视化、数字化、智能化管理留好了信息化接口。

2)本项目的软件应用系统以远程监控数据的综合可视化为主，按照不同航运业务分类查看运输船舶的实时监控数据，能够将运输船舶在地图上定位跟踪、自动刷新并及时提醒。

3)地图定位模块实现不同业务的船舶位置分航次显示，并且可选择查看具体某只船舶的详情。视频监控实现在大屏上观看在途航运业务的监控信息。

4)在每个航次的水运煤运输业务结束后，向国电长源汉川第一发电有限公司提供本航次的监控服务报告，内容包括：业务基本信息、运输船舶信息、船舶在途的监控记录(例如：视频画面是否通畅、有无断电记录、GPS轨迹是否规范)和结论。

5 实施后的效果对比

软件应用系统的建设通过大屏视频监控可视化，规范化货物运输过程的监管工作，使得数据记录清晰、有序、易查；从而减少监管过程潜在的安全隐患，落实货物运输管理法规以及经营服务和安全监管的职责。主要功能包括：业务自动切换和展示、人工智能识别、业务基本信息、地图应用、视频监控管理、图片信息、消息通知、业务数据同步功能。利用现代科技手段，进一步提高自动化煤炭运输监控服务及安全管理的工作水平，提高安全事故处理能力。

在大屏显示系统中使用P1.2LED小间距产品，高清小间距LED大屏幕显现体系选用高密度、小间距表贴封装作为显现面板，经过整合计算机体系、多屏处理技能、信号切换技能、网络技能等多种运用处理和集成功用，完成对整个体系所需求显现的各种情况的动态监管，以及实时对来自计算机、摄像机、DVD视频和网络等多种不同信号源的信号进行多画面显现与剖析，满足输煤程控室显现各种同享信息和综合信息的需求。

6 经济效益估算

经对此，2018年没有安装在线视频监控的北方港与到厂数质量对比4 238 t，2019年安装在线视频监控以后北方港到厂数质量对比为522 t，安装在线智能监控以后节约3 716 t煤，产生直接经济效益约200万元，大幅提高了电厂燃料管理的经济效益。

7 结束语

人工智能物流监控系统国内及行业内首创，A厂程控室安装汉江运输智能物流系统以后，有效避免了转驳运输过程中抛洒所造成的亏吨亏卡、雨雪天气造成的货物污染及其他安全环保事件，保证煤炭安全，提升企业效益。降低了运输成本，控制滞期费及途损，提高了电厂燃料管理的经济效益。

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